PRINCIPI E METODOLOGIE DELLE COSTRUZIONI DI MACCHINE A.A

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1 PRINCIPI E METODOLOGIE DELLE COSTRUZIONI DI MACCHINE A.A Docente: Domenico Gentile Tel Mail: gentile@unicas.it Ulteriori informazioni sul sito del docente. 1 Altre informazioni Orario di ricevimento: martedi dalle 10,00 alle 12,00 giovedì dalle 10,00 alle 12,00 al termine della lezione quando possibile Modalità di esame: scritto + colloquio orale N.B il tutto si svolgerà nella stessa giornata Condizione NECESSARIA per superare l esame: Sapere i criteri di rottura e la fatica 2 1

2 Materiale didattico Per alcuni argomenti integrazioni fornite dal docente Lezioni pubblicate sul canale I-Tunes del Corso di Laurea Ulteriori informazioni sulla pagina sito-docente Testi equivalenti come ad esempio: R.C. Juvinall K. M. Marshek, Fondamenti della progettazione dei Componenti delle macchine. U. Pighini, elementi Costruttivi delle Macchine 3 Prerequisiti Metallurgia: prova di trazione, caratteristiche degli acciai. Disegno Meccanico Meccanica Applicata Scienza delle Costruzioni: diagrammi dei momenti 4 2

3 Argomenti Stati di sforzo e deformazioni: 1. Trazione, Flessione Torsione 2. Stati di sforzo triassiali ed equazioni costitutive 3. Sforzi principali, cerchi di Mohr Variazioni geometriche e sforzi: Instabilità Elastica coefficienti di intensificazione delle tensioni Teoria della trave curva: progettazione di un gancio 5 Argomenti Criteri di Rottura: 1. Definizione ed applicazione di alcuni criteri di rottura 2. Progettazione (dimensionamento e verifica) a carico statico di componenti meccanici Carichi ripetuti: 1. la «fatica» nei componenti meccanici 2. progettazione a fatica di un componente meccanico 6 3

4 Argomenti - Progettazione statica ed a fatica di alcuni componenti meccanici base: assi ed alberi di trasmissione molle: barra di torsione, molla elicoidale, molla a balestra, molle a tazza cinghie e pulegge accoppiamenti albero mozzo: linguette, chiavette, profili scanalati etc. cuscinetti collegamenti filettati: viti e bulloni collegamenti saldati ruote dentate: dimensionamento a flessione e compressione 7 Argomenti 8 4

5 Seminario Aeronautica Militare 9 La progettazione SCOPO DEL MODULO: trasmettere allo studente le conoscenze di base e necessarie per la progettazione di componenti meccanici. 10 5

6 La progettazione La progettazione meccanica richiede in generale molte competenze. i problemi reali non sono suddividibili per "materia" sono, quindi, necessarie varie conoscenze di base che devono essere opportunamente integrate. 11 Stumenti di ausilio alla progettazione Stato dell arte Software dedicato Considerazioni economiche Normative N.B.: CAPACITA DI VALUTARE LE PROBLEMATICHE 12 6

7 La progettazione 13 La progettazione 14 7

8 Parametri caratteristici dei materiali Nei processi decisionali di dimensionamento e/o verifica di un componente meccanico, va posta molta attenzione all acquisizione delle corrette informazioni sui materiali che si pensa di impiegare per la sua successiva realizzazione. 15 Parametri caratteristici dei materiali 16 8

9 Parametri caratteristici dei materiali 17 Parametri caratteristici dei materiali ESEMPIO A: acciaio comune da costruzione B: acciaio speciale per molle, (Norme UNI 3823) 18 9

10 Uso dei parametri nella progettazione Carico limite limite y Carico di progetto p F max A Condizione da verificare p y 19 Il coefficiente di sicurezza à Nell esempio precedente: 20 10

11 Il coefficiente di sicurezza n limite p limite amm n Per molti componenti meccanici i coefficienti di sicurezza sono previsti da normative, per altri la scelta del coefficiente di sicurezza dipende dalla sensibilità ed esperienza del progettista. La corretta scelta del coefficiente di sicurezza incide su molti parametri di progetto quali ad esempio il peso ed il costo del componente finale. 21 Il coefficiente di sicurezza 22 11

12 Il coefficiente di sicurezza Valori n Possibili condizioni Proprietà dei materiali note in dettaglio. Condizioni operative note in dettaglio. Carichi e sforzi e deformazioni risultanti conosciuti con un alto grado di certezza. Materiali certificati, prova di carico nota, componente soggetto ad ispezione e manutenzione con regolarità. Necessità di avere pesi ridotti. Conoscenza dei materiali con certificazioni sotto certe condizioni operative. Componenti soggetti a carichi e sforzi che possono essere determinati tramite procedure di progettazione qualificate. Prova di carico e procedure regolari di ispezione e manutenzione previste Materiali ottenuti da fornitori certificati con alti standard qualitativi. Componenti operanti in ambienti normali e soggetti a carichi e stress che possono essere determinati per mezzo di calcoli verificati. Per materiali non perfettamente garantiti o per materiali fragili sotto condizioni ambientali, di carico e sforzi medi. Per materiali non testati in condizioni medie di ambiente, carico e sforzi. Oppure materiali ben noti ma condizioni operative e/o carichi non completamente noti. 23 CEDIMENTO MECCANICO CEDIMENTO MECCANICO variazioni nella forma di un componente, dimensione o proprietà meccaniche che lo rendono incapace di esercitare la funzione per la quale è stato progettato 24 12

13 Parametri di Progetto 25 Progettazione di un componente meccanico 26 13

14 Progettazione di un componente meccanico 27 14